JP6319815B2

JP6319815B2 - Control method of compression molding machine

Info

Publication number: JP6319815B2
Application number: JP2016157789A
Authority: JP
Inventors: 幹男永田
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2036-08-10
Also published as: JP2018024180A

Description

本発明は、固定盤に取付けられた固定金型と可動盤に取付けられた可動金型の間に形成されたキャビティ内で成形材料の圧縮成形を行う圧縮成形機の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control method for a compression molding machine that compresses a molding material in a cavity formed between a fixed mold attached to a fixed platen and a movable mold attached to the movable platen.

固定盤に取付けられた固定金型と可動盤に取付けられた可動金型の間に形成されたキャビティ内で成形材料の圧縮成形を行う圧縮成形機としては、型開きされた金型に成形材をセットして型閉を行った後に圧縮を行う圧縮成形機と、型閉された金型のキャビティ内に成形材を射出する射出圧縮成形機が知られている。これらの圧縮成形機や射出圧縮成形機においては、特に板厚が薄い成形品や高精度が要求される成形品を成形する際に各圧縮用シリンダを個別に制御して圧縮成形を行う平行制御が行われる。圧縮成形機において平行制御（平衡制御）を行うものとしては、特許文献１に記載された油圧プレスが知られている。特許文献１では前進方向に加圧を行う1個の加圧シリンダと後退方向に加圧を行う４個の制御シリンダがそれぞれ設けられ、前記制御シリンダをサーボ弁により制御することが記載されている。 As a compression molding machine that performs compression molding of molding material in a cavity formed between a fixed mold attached to a fixed platen and a movable mold attached to a movable platen, a molding material is applied to the mold that is opened. There are known a compression molding machine that performs compression after setting the mold and closing the mold, and an injection compression molding machine that injects a molding material into the cavity of the closed mold. In these compression molding machines and injection compression molding machines, parallel control is performed in which compression molding is performed by individually controlling each compression cylinder when molding a molded product with a thin plate thickness or a molded product requiring high precision. Is done. A hydraulic press described in Patent Document 1 is known as one that performs parallel control (equilibrium control) in a compression molding machine. Patent Document 1 describes that one pressurizing cylinder that pressurizes in the forward direction and four control cylinders that pressurize in the reverse direction are provided, and the control cylinder is controlled by a servo valve. .

また射出圧縮成形において平行制御を行うものとしては特許文献２、特許文献３に記載された射出圧縮成形機の型締装置が知られている。特許文献２では、４個の型締シリンダと２組以上のサーボモータにより射出開始前と射出開始時の可動ダイプレートの位置保持を行うことが記載されている。更に特許文献３では、タイバーにそれぞれ油圧型締シリンダを設けるとともに、タイバーを介して移動盤を移動させる射出プレス用サーボモータをそれぞれ設けることが記載されている。そして射出プレス工程の低圧時には前記の射出プレス用サーボモータにより制御を行い、高圧時には油圧型締シリンダを用いて制御を行うことが記載されている。 Further, as a device for performing parallel control in injection compression molding, there is known a mold clamping device of an injection compression molding machine described in Patent Document 2 and Patent Document 3. Patent Document 2 describes that the position of the movable die plate is held before and at the start of injection by using four mold clamping cylinders and two or more sets of servo motors. Further, Patent Document 3 describes that each of the tie bars is provided with a hydraulic clamping cylinder and an injection press servo motor for moving the moving plate via the tie bar. In the injection press process, control is performed by the servo motor for injection press at a low pressure, and control is performed by using a hydraulic clamping cylinder at a high pressure.

特開平２−１３３２００号公報（請求項１、第５頁右上欄、第１図）JP-A-2-133200 (Claim 1, page 5, upper right column, FIG. 1) 特開２００３−１８１８９５号公報（請求項１、００３７ないし００３９）JP 2003-181895 A (Claim 1, 0037 to 0039) 特開２００４−３１４４９１号公報（請求項１、００２４、図１）JP 2004-314491 A (Claim 1, 0024, FIG. 1)

上記特許文献１ないし特許文献３のような油圧プレスや射出圧縮成形機の型締装置を用いて固定金型に対して可動金型を平行な状態を保ちながら圧縮する平行制御（位置制御または速度制御）を行う場合、固定盤に対して可動盤を各位置において型閉方向および型開方向に高精度に制御することが必要となる。それに対して特許文献１に記載されたものは、可動金型の前進方向、後退方向の制御をいずれも油圧シリンダにより行うものであり、特に前進方向は中央の加圧シリンダ１個により行っているため型閉方向および型開方向の双方向に高精度な制御が困難なものであった。また特許文献２についてはサーボモータは位置保持制御に用いられるものであり、型締シリンダを制御して行う圧縮成形時のサーボモータの制御については特に記載がされていない。更に特許文献３では低圧成形時にはサーボモータのみによる高精度な制御が可能であるが、高圧時には油圧シリンダのみによる制御に切り替わるものである。 Parallel control (position control or speed) for compressing the movable mold while maintaining a parallel state with respect to the fixed mold using a hydraulic press or a mold clamping device of an injection compression molding machine as in Patent Document 1 to Patent Document 3 above. When the control is performed, it is necessary to control the movable plate with high accuracy in the mold closing direction and the mold opening direction at each position with respect to the fixed plate. On the other hand, what is described in Patent Document 1 is that both the forward and backward control of the movable mold is performed by a hydraulic cylinder, and in particular, the forward direction is performed by one central pressure cylinder. Therefore, it is difficult to perform highly accurate control in both the mold closing direction and the mold opening direction. In Patent Document 2, the servo motor is used for position holding control, and there is no particular description of the servo motor control during compression molding performed by controlling the clamping cylinder. Further, in Patent Document 3, high-precision control using only a servo motor is possible at low pressure molding, but control is switched to control using only a hydraulic cylinder at high pressure.

また特許文献２および特許文献３では複数の型締シリンダのうちいずれかの型締シリンダが種々の要因により指令値よりも前進しすぎた場合に補正をすることについてまったく記載がされていない。しかし前進しすぎた型締シリンダが存在する場合にその型締シリンダを後退方向に制御せずに他の型締シリンダの前進を待つ方式の平行制御方式は、平行度を取り戻すのに時間がかかることがあり、その間に樹脂の固化が進展してしまうような場合には高精度な成形品を成形するのに支障がある場合があった。 Further, Patent Document 2 and Patent Document 3 do not describe any correction when any one of the plurality of mold clamping cylinders advances more than the command value due to various factors. However, when there is a mold clamping cylinder that has advanced too much, the parallel control method of waiting for the advance of another mold clamping cylinder without controlling the mold clamping cylinder in the backward direction takes time to restore parallelism. In some cases, when the solidification of the resin progresses during that time, there may be a problem in molding a highly accurate molded product.

更に特許文献２および特許文献３は型締シリンダの力がタイバおよびハーフナットを介して可動盤に伝達されるタイプの型締装置であるが、これらの型締装置においては、通常タイバの係合溝とハーフナットの係合歯の間には、係合時に係合歯を係合溝に接触することなく係合させるための間隙が存在する。そして前記ハーフナットは、圧縮成形機には係合溝に対して一方の間隙を残した状態で係合歯が当接して圧縮用シリンダの力を伝達することになる。ところがこれらの装置を用いて前進しすぎた型締シリンダを補正して早期に平行度を復元するために型締シリンダにより型閉方向および型開方向の双方の制御を行う場合、型開方向へ移動させるための制御量が一定以上であると、係合歯と係合溝の当接が外れて型締シリンダの力が伝達されなくなり、高精度な制御ができなくなることがあった。そして前記問題は、竪型の圧縮成形機の場合は、可動盤および可動金型の自重が影響するので特に問題となる場合がある。本発明は上記の問題を鑑みて、高精度な平行制御を行うことの可能な圧縮成形機、圧縮成形機の制御方法および圧縮成形機の成形方法を提供することを目的とする。 Further, Patent Documents 2 and 3 are types of mold clamping devices in which the force of the mold clamping cylinder is transmitted to the movable platen via a tie bar and a half nut. In these mold clamping devices, a normal tie bar is engaged. Between the groove and the engaging teeth of the half nut, there is a gap for engaging the engaging teeth without contacting the engaging grooves when engaged. The half nut transmits the force of the compression cylinder when the engagement teeth abut on the compression molding machine with one gap remaining in the engagement groove. However, when both of the mold closing direction and the mold opening direction are controlled by the mold clamping cylinder in order to correct the mold clamping cylinder that has advanced too much by using these devices and restore the parallelism at an early stage, the mold opening direction is changed. If the control amount for movement is greater than a certain level, the contact between the engagement teeth and the engagement groove is disengaged, and the force of the clamping cylinder is not transmitted, and high-precision control may not be possible. In the case of a vertical compression molding machine, the above problem may be particularly problematic because the weight of the movable platen and the movable mold is affected. An object of this invention is to provide the compression molding machine which can perform highly accurate parallel control in view of said problem, the control method of a compression molding machine, and the molding method of a compression molding machine.

本発明の請求項１に記載の圧縮成形機の制御方法は、固定盤に取付けられた固定金型と可動盤に取付けられた可動金型の間に形成されたキャビティ内で成形材料の圧縮成形を行う圧縮成形機の制御方法において、固定盤または可動盤のいずれかの３箇所以上に設けられ圧縮成形時に可動盤を移動させる圧縮用シリンダと、前記圧縮用シリンダに対応して同数が設けられサーボ機構により可動盤を移動させる型開閉装置と、圧縮用シリンダの力を伝達するロック装置とが設けられ、前記ロック装置係合後の圧縮成形時に前記圧縮用シリンダにより可動盤の少なくとも閉め方向の制御を行うとともに前記型開閉装置により可動盤の開き方向の制御を行うことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a compression molding machine control method comprising: compression molding of a molding material in a cavity formed between a fixed mold attached to a fixed platen and a movable mold attached to the movable platen. In the control method of the compression molding machine that performs the same, the same number is provided corresponding to the compression cylinders provided at three or more of the fixed platen or the movable platen and moving the movable platen during the compression molding. A mold opening / closing device for moving the movable platen by a servo mechanism and a lock device for transmitting the force of the compression cylinder are provided, and at the time of compression molding after engagement of the lock device, at least the movable plate is closed by the compression cylinder. Control is performed, and the opening direction of the movable platen is controlled by the mold opening and closing device.

本発明の請求項２に記載の圧縮成形機の制御方法は、固定盤に取付けられた固定金型と可動盤に取付けられた可動金型の間に形成されたキャビティ内で成形材料の圧縮成形を行う圧縮成形機の制御方法において、固定盤または可動盤のいずれかの３箇所以上に設けられ圧縮成形時に可動盤を移動させる圧縮用シリンダと、前記圧縮用シリンダに対応して同数が設けられサーボ機構により可動盤を移動させる型開閉装置と、係合溝に対して係合歯が当接して圧縮用シリンダの力を伝達するロック装置とが設けられ、前記ロック装置係合後の圧縮成形時に前記圧縮用シリンダにより可動盤の少なくとも閉め方向の制御を行うとともに前記型開閉装置により係合溝に対する係合歯の当接状態が継続されるように制御を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a compression molding machine control method comprising: compression molding of a molding material in a cavity formed between a fixed mold attached to a fixed platen and a movable mold attached to the movable platen. In the control method of the compression molding machine that performs the same, the same number is provided corresponding to the compression cylinders provided at three or more of the fixed platen or the movable platen and moving the movable platen during the compression molding. A mold opening / closing device for moving the movable platen by a servo mechanism, and a lock device for transmitting the force of the compression cylinder with the engagement teeth coming into contact with the engagement groove are provided, and the compression molding after the lock device is engaged. Sometimes, the compression cylinder controls at least the closing direction of the movable platen, and the mold opening / closing device performs control so that the contact state of the engagement teeth with the engagement groove is continued.

本発明の請求項３に記載の圧縮成形機の制御方法は、請求項１または請求項２において、圧縮成形時には圧縮用シリンダを閉め方向および開き方向に速度制御または位置制御するともに、前記サーボ機構により可動盤の開き方向に負荷を加える制御を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a compression molding machine according to the first or second aspect, wherein the compression mechanism is speed-controlled or position-controlled in a closing direction and an opening direction during compression molding, and the servo mechanism is controlled. Thus, control is performed to apply a load in the opening direction of the movable platen.

本発明の圧縮成形機の制御方法は、固定盤に取付けられた固定金型と可動盤に取付けられた可動金型の間に形成されたキャビティ内で成形材料の圧縮成形を行う圧縮成形機の制御方法において、固定盤または可動盤のいずれかの３箇所以上に設けられ圧縮成形時に可動盤を移動させる圧縮用シリンダと、前記圧縮用シリンダに対応して同数が設けられサーボ機構により可動盤を移動させる型開閉装置と、圧縮用シリンダの力を伝達するロック装置とが設けられ、前記ロック装置係合後の圧縮成形時に前記圧縮用シリンダにより可動盤の少なくとも閉め方向の制御を行うとともに前記型開閉装置により可動盤の開き方向の制御を行うので、高精度な平行制御を行うことの可能である。 The compression molding machine control method of the present invention is a compression molding machine that compresses a molding material in a cavity formed between a fixed mold attached to a fixed platen and a movable mold attached to a movable platen. In the control method, the same number of compression cylinders are provided corresponding to the compression cylinders provided at three or more of the fixed platen or the movable platen to move the movable platen at the time of compression molding, and the movable platen is moved by the servo mechanism. A mold opening / closing device to be moved and a lock device for transmitting the force of the compression cylinder are provided, and at the time of compression molding after engagement of the lock device, the compression cylinder controls at least the closing direction of the movable platen and the mold Since the opening / closing direction of the movable platen is controlled by the opening / closing device, it is possible to perform highly accurate parallel control.

本実施形態の圧縮成形機の型開状態の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the mold open state of the compression molding machine of this embodiment. 本実施形態の圧縮成形機のロック装置の拡大図である。It is an enlarged view of the locking device of the compression molding machine of this embodiment. 本実施形態の圧縮成形機の各工程を示す図である。It is a figure which shows each process of the compression molding machine of this embodiment. 本実施形態の射出圧縮機の圧縮用シリンダとサーボモータの制御を示すブロック図である。It is a block diagram which shows control of the compression cylinder and servomotor of the injection compressor of this embodiment. 本実施形態の圧縮成形時の圧縮用シリンダの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the cylinder for compression at the time of the compression molding of this embodiment. 別の実施形態の圧縮成形機の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the compression molding machine of another embodiment. 更に実施形態の圧縮成形機の概略説明図である。Furthermore, it is a schematic explanatory drawing of the compression molding machine of embodiment. 更に別の実施形態の射出圧縮成形機の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the injection compression molding machine of another embodiment.

図１により本発明の本実施形態の圧縮成形機１１について説明する。圧縮成形機置１１は、強化繊維と熱可塑性樹脂を含む成形材を上型である可動金型１２と下型である固定金型１３の間で平行制御しつつ圧縮する縦型の圧縮成形機である。圧縮成形機１１は、下盤であって固定金型１３が取付けられる固定盤１５に対して、上盤であって可動金型１６が取付けられる可動盤１６が昇降自在に設けられている。可動盤１６の四隅近傍には圧縮用シリンダ１４が設けられている。また固定盤１５の四隅近傍にはタイバ１７が縦方向に向けて固定され、タイバ１７は圧縮用シリンダ１４のピストン１８ａとロッド１８ｂの中心孔に挿通されている。タイバ１７の周囲にはハーフナット２７が係合される係合溝３１が形成されている。 A compression molding machine 11 according to this embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A compression molding machine 11 is a vertical compression molding machine that compresses a molding material containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin while controlling the parallel movement between a movable mold 12 that is an upper mold and a fixed mold 13 that is a lower mold. It is. The compression molding machine 11 is provided with a movable platen 16 which is an upper plate and to which a movable die 16 is attached, so as to be movable up and down relative to a fixed platen 15 to which a fixed die 13 is attached. Near the four corners of the movable platen 16, compression cylinders 14 are provided. Further, tie bars 17 are fixed in the vicinity of the four corners of the fixed plate 15 in the vertical direction, and the tie bars 17 are inserted through the center holes of the piston 18 a and the rod 18 b of the compression cylinder 14. An engaging groove 31 is formed around the tie bar 17 to which the half nut 27 is engaged.

圧縮用シリンダ１４は復動型の油圧シリンダでありピストン１８ａを挟んで圧縮用油室１９と型開用油室２０が形成されている。圧縮用油室１９と型開用油室２０に接続される管路２１，２２は作動油の圧力を測定する圧力センサ２３，２４が取付けられるとともに管路２１，２２はサーボ機構のサーボバルブ２５が備えられている。そしてサーボバルブ２５は油圧装置２６を構成する他のバルブ、ポンプおよびタンクに接続されている。従って圧縮用シリンダ１４はサーボ機構であるサーボバルブ２５により制御され、圧縮成形時にタイバ１７を介して可動盤１６を型閉方向および型開方向に移動可能である。なお圧縮用シリンダ１４は４箇所に設けられるのが一般的であるが、固定盤１５または可動盤１６のいずれかの盤の３箇所以上に設けられていればよく上限としては８箇所に設けることが考えられる。また図示はしないが、圧縮用シリンダ１４とは別にハーフナット２７の係合歯３２とタイバ１７の係合溝３１を係合可能な位置に調整するための係合位置調整装置を設けてもよい。 The compression cylinder 14 is a backward-acting hydraulic cylinder, and a compression oil chamber 19 and a mold opening oil chamber 20 are formed with a piston 18a interposed therebetween. The pipes 21 and 22 connected to the compression oil chamber 19 and the mold opening oil chamber 20 are provided with pressure sensors 23 and 24 for measuring the pressure of the hydraulic oil, and the pipes 21 and 22 are the servo valves 25 of the servo mechanism. Is provided. The servo valve 25 is connected to other valves, pumps, and tanks constituting the hydraulic device 26. Accordingly, the compression cylinder 14 is controlled by the servo valve 25 which is a servo mechanism, and the movable platen 16 can be moved in the mold closing direction and the mold opening direction via the tie bar 17 during compression molding. In general, the compression cylinders 14 are provided at four locations. However, the compression cylinders 14 may be provided at three or more of either the fixed platen 15 or the movable platen 16, and the upper limit is provided at eight locations. Can be considered. Although not shown, an engagement position adjusting device for adjusting the engagement teeth 32 of the half nut 27 and the engagement groove 31 of the tie bar 17 to an engageable position may be provided separately from the compression cylinder 14. .

可動盤１６の上面のタイバ１７が挿通される部分の周囲にはロック装置３４であるハーフナット２７がそれぞれ取付けられている。図２に示されるようにハーフナット２７にはタイバ１７の係合溝３１に係合される係合歯３２が設けられている。ハーフナット２７の係合歯３２は、型開閉時にはタイバ１７の係合溝３２と係合されておらず、型閉後に図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータにより前進され係合溝３２と係合される。図２の右側半分は係合時のハーフナット２７の状態を示しているが、係合時の係合溝３１と係合歯３２の関係は係合歯３２の型締方向および型開方向の双方に僅かな間隙３３ａ，３３ｂを有している。図２の左側半分は圧縮成形時のハーフナット２７の状態を示しているが、圧縮成形時には前記間隙３３ａ，３３ｂは、ハーフナット２７および係合歯３２が圧縮用シリンダ１４の作動により図２において上方向に移動することにより、係合溝３２に対して係合歯３２が一方の間隙３３ｂのみを残した状態で、係合歯３２の当接面３２ａと係合溝３１の当接面３１ａが当接されて間隙３３ａが解消される。図２では、ロック装置３４のハーフナット２７の係合歯３２は模式的に１個が記載されているが実際には複数の係合歯が設けられる場合が殆どである。ハーフナット２７の下面は、圧縮用シリンダ１４のロッド１８ｂの上面に固定または押し引き可能に係合されている。なおロック装置３４の係合部分の構造は上記に限定されない。ロック装置３４は、油圧等でスリーブ体をタイバ１７に押付けてロックするタイプのものでもよいが、ハーフナット２７のタイプのほうが多用されている。
なおスリーブ体をタイバ１７に押付けてロックするタイプでは、圧縮用シリンダ１４の空走の問題は発生しない。またロック装置３４は圧縮用シリンダ１４とは別の盤に設けられてもよい。 A half nut 27 as a lock device 34 is attached around the portion of the upper surface of the movable plate 16 where the tie bar 17 is inserted. As shown in FIG. 2, the half nut 27 is provided with engagement teeth 32 that are engaged with the engagement grooves 31 of the tie bar 17. The engagement teeth 32 of the half nut 27 are not engaged with the engagement grooves 32 of the tie bar 17 when the mold is opened and closed, and are advanced by an actuator such as a hydraulic cylinder (not shown) after the mold is closed and engaged with the engagement grooves 32. . The right half of FIG. 2 shows the state of the half nut 27 at the time of engagement, but the relationship between the engagement groove 31 and the engagement tooth 32 at the time of engagement is in the mold clamping direction and mold opening direction of the engagement tooth 32. Both have slight gaps 33a and 33b. The left half of FIG. 2 shows the state of the half nut 27 at the time of compression molding, but at the time of compression molding, the gaps 33a and 33b have the half nut 27 and the engaging teeth 32 in FIG. By moving upward, the abutment surface 32a of the engagement tooth 32 and the abutment surface 31a of the engagement groove 31 in the state where the engagement tooth 32 leaves only one gap 33b with respect to the engagement groove 32. Is contacted to eliminate the gap 33a. In FIG. 2, one engagement tooth 32 of the half nut 27 of the lock device 34 is schematically illustrated, but in practice, a plurality of engagement teeth are provided in most cases. The lower surface of the half nut 27 is engaged with the upper surface of the rod 18b of the compression cylinder 14 so as to be fixed or pushable. The structure of the engaging portion of the lock device 34 is not limited to the above. The locking device 34 may be of a type that presses and locks the sleeve body against the tie bar 17 by hydraulic pressure or the like, but the type of the half nut 27 is more frequently used.
In the type in which the sleeve body is pressed against the tie bar 17 and locked, the problem of idling of the compression cylinder 14 does not occur. The locking device 34 may be provided on a different board from the compression cylinder 14.

また固定盤１５と可動盤１６には、可動盤１６を昇降させる型開閉装置２８が取付けられている。型開閉装置２８は、圧縮用シリンダ１４に対応して同数（ここでは４基）が設けられている。本実施形態では型開閉装置２８は、サーボ機構の一種であるサーボモータ２９と、該サーボモータ２９により作動されるボールねじ機構３０から構成される。サーボモータ２９は、固定盤１５または可動盤１６のいずれかに、ボールねじを直接またはベルト等を介して間接的に回転駆動可能に設けられている。本実施形態では固定盤１５の四隅近傍にサーボモータ２９が固定的に設けられ、可動盤１６にボールねじ機構のボールねじナット３７が固定的に設けられるが、逆に可動盤１６にサーボモータ２９が設けられたものでもよい。型開閉装置２８のサーボモータ２９のエンコーダ３５により固定盤１５に対する可動盤１６のそれぞれの圧縮用シリンダ１４に隣接する場所（対応する場所）の距離が測定可能となっている。なお型開閉装置２８は、サーボ機構であるサーボバルブにより制御される型開閉シリンダを用いたものでもよい。 A mold opening / closing device 28 for moving the movable plate 16 up and down is attached to the fixed platen 15 and the movable platen 16. The mold opening / closing devices 28 are provided in the same number (four in this case) corresponding to the compression cylinders 14. In the present embodiment, the mold opening / closing device 28 includes a servo motor 29 which is a kind of servo mechanism, and a ball screw mechanism 30 operated by the servo motor 29. The servo motor 29 is provided on either the fixed platen 15 or the movable platen 16 so that a ball screw can be rotationally driven directly or indirectly via a belt or the like. In the present embodiment, servo motors 29 are fixedly provided near the four corners of the fixed platen 15 and ball screw nuts 37 of a ball screw mechanism are fixedly provided on the movable platen 16. May be provided. The encoder 35 of the servomotor 29 of the mold opening / closing device 28 can measure the distance between the fixed platen 15 and the location (corresponding location) adjacent to each compression cylinder 14 of the movable platen 16. The mold opening / closing device 28 may use a mold opening / closing cylinder controlled by a servo valve which is a servo mechanism.

本実施形態では型開閉装置２８の４基のサーボモータ２９のエンコーダ３５により固定盤１５と可動盤１６の間の距離を検出するが、固定盤１５と可動盤１６の間、または固定金型１３と可動金型１２の間を圧縮用シリンダ１４の位置に対応した４基のリニアセンサ等の位置センサによっても検出するようにしてもよい。特に型開閉装置２８にサーボ機構を用いた型開閉シリンダを用いる場合、位置センサは必須である。また固定金型１３は下盤である固定盤１５に固定されており移動可能に記載されていないが、圧縮成形機１１の外部に向けて下型のみかまたは下型とその保持板であるボルスタが共に水平移動されるものや、下型と上型からなる金型が圧縮成形機１１の外部に向けて水平移動されるものでもよい。更に圧縮成形機１１は成形材Ｍを載置する上では、可動盤１６および可動金型１２が昇降して竪方向に圧縮がなされる竪型のものが好適であるが、可動盤および可動金型が水平方向に移動する横型のものであってもよい。 In this embodiment, the distance between the fixed platen 15 and the movable platen 16 is detected by the encoders 35 of the four servomotors 29 of the mold opening / closing device 28. However, the distance between the fixed platen 15 and the movable platen 16 or the fixed mold 13 is used. The position between the movable mold 12 and the movable mold 12 may be detected by a position sensor such as four linear sensors corresponding to the position of the compression cylinder 14. In particular, when a mold opening / closing cylinder using a servo mechanism is used for the mold opening / closing device 28, a position sensor is essential. The fixed mold 13 is fixed to a fixed platen 15 which is a lower plate and is not described so as to be movable. However, only the lower die or a bolster which is a lower die and its holding plate is directed to the outside of the compression molding machine 11. May be moved horizontally, or a mold composed of a lower mold and an upper mold may be moved horizontally toward the outside of the compression molding machine 11. Further, when the molding material M is placed on the compression molding machine 11, a vertical type in which the movable plate 16 and the movable mold 12 are moved up and down and compressed in the vertical direction is preferable. The horizontal type | mold which a type | mold moves to a horizontal direction may be sufficient.

次に圧縮成形機１１の一部を構成する制御装置３７について説明する。制御装置３７は、型開閉用のサーボモータ２９を制御するサーボアンプ５３等も含む概念であり、サーボモータ２９（エンコーダ３５を含む）にも接続されている。また制御装置３７は、圧縮成形機１１を駆動する油圧装置２６のサーボバルブ２５を始めとした各バルブや油圧センサ２３，２４等にも接続されている。また制御装置３７は、加熱媒体供給装置３８や冷却媒体供給装置３９や取出機等の周辺機器にも接続されている。 Next, the control device 37 constituting a part of the compression molding machine 11 will be described. The control device 37 is a concept including a servo amplifier 53 for controlling the servo motor 29 for opening and closing the mold, and is also connected to the servo motor 29 (including the encoder 35). The control device 37 is also connected to valves such as the servo valve 25 of the hydraulic device 26 that drives the compression molding machine 11, hydraulic sensors 23 and 24, and the like. The control device 37 is also connected to peripheral devices such as a heating medium supply device 38, a cooling medium supply device 39, and a take-out machine.

次に本実施形態の圧縮成形機１１の制御方法について、強化繊維と熱可塑性樹脂を含む成形材を圧縮成形する例を用いて説明する。本実施形態で使用される成形材は、強化繊維としては炭素繊維を使用し、マトリクス樹脂である熱可塑性樹脂マトリクス樹脂としてはポリアミド（ＰＡ６）を使用したプリプレグＭである。なお成形材は、プリプレグＭ、強化繊維のみのシート、樹脂のみのシートの少なくとも二つからなる組合せであってもよい。 Next, the control method of the compression molding machine 11 of this embodiment is demonstrated using the example which compresses and molds the molding material containing a reinforced fiber and a thermoplastic resin. The molding material used in this embodiment is a prepreg M using carbon fibers as the reinforcing fibers and polyamide (PA6) as the thermoplastic resin matrix resin which is a matrix resin. Note that the molding material may be a combination of at least two of the prepreg M, the reinforcing fiber-only sheet, and the resin-only sheet.

図３に示されるように最初の載置工程では固定金型１３のキャビティ面３６にプリプレグＭを載置する。この際に図２に示されるように固定金型１３と可動金型１２は、プリプレグＭに含まれるマトリクス樹脂（熱可塑性樹脂）の熱変形温度以上の温度まで昇温させておくことが望ましい。 As shown in FIG. 3, in the first placing step, the prepreg M is placed on the cavity surface 36 of the fixed mold 13. At this time, as shown in FIG. 2, it is desirable that the fixed mold 13 and the movable mold 12 are heated to a temperature equal to or higher than the thermal deformation temperature of the matrix resin (thermoplastic resin) included in the prepreg M.

次の型閉工程では制御装置３７からの指令により、型開閉装置２８のサーボモータ２９を作動させて可動盤１６と可動金型１２を固定盤１５と固定金型１３に向けて下降させ、固定金型１３と可動金型１２の間にプリプレグＭの内包されたキャビティが形成される。なおこの状態でのキャビティは圧縮代が残された状態である。型閉工程の可動盤１６の作動制御は、速度制御（または位置制御）によりフィードバック制御され、所定位置になると可動盤１６はサーボモータ２９により停止制御される。またこの際に可動盤１６は原点から等しい距離移動されて固定金型１３に対して可動金型１２の平行度が保った状態で当接される。 In the next mold closing process, the servo motor 29 of the mold opening / closing device 28 is operated in accordance with a command from the control device 37 to lower the movable plate 16 and the movable die 12 toward the fixed platen 15 and the fixed die 13 for fixing. A cavity containing the prepreg M is formed between the mold 13 and the movable mold 12. The cavity in this state is in a state where the compression allowance remains. The operation control of the movable platen 16 in the mold closing process is feedback controlled by speed control (or position control), and the movable platen 16 is stopped and controlled by the servo motor 29 when it reaches a predetermined position. At this time, the movable platen 16 is moved by an equal distance from the origin and is brought into contact with the fixed mold 13 while maintaining the parallelism of the movable mold 12.

可動盤１６が前記の所定位置に停止されて型閉工程が終了すると、次にロック装置３４であるハーフナット２７の図示しないアクチュエータが作動され、ハーフナット２７の係合歯３２がタイバ１７の係合溝３１に係合される。なおこの際ハーフナット２７の係合歯３２がタイバ１７の係合溝３１に対して両側に間隙３３ａ，３３ｂを有して係合できるよう成形前に図示しない係合位置調整装置によりタイバ１７に対する圧縮用シリンダ１４のロッド１８ｂの位置が調整されている。そして圧縮前工程では金型１２，１３を融点以上に昇温する。この際型開閉装置２８のサーボモータ２９により可動盤１６および可動金型１２が位置保持されている。なお成形材の種類によって圧縮前工程は省略してすぐに次の圧縮工程に移行してもよい。またハーフナット２７の係合は次の圧縮工程の開始直前でもよい。 When the movable platen 16 is stopped at the predetermined position and the mold closing process is completed, an actuator (not shown) of the half nut 27 which is the lock device 34 is operated next, and the engaging teeth 32 of the half nut 27 engage with the tie bar 17. Engaged with the mating groove 31. At this time, the engaging teeth 32 of the half nut 27 can be engaged with the engaging grooves 31 of the tie bar 17 with gaps 33a and 33b on both sides thereof by an engaging position adjusting device (not shown) with respect to the tie bar 17 before molding. The position of the rod 18b of the compression cylinder 14 is adjusted. In the pre-compression process, the molds 12 and 13 are heated to the melting point or higher. At this time, the position of the movable plate 16 and the movable mold 12 is held by the servo motor 29 of the mold opening / closing device 28. Depending on the type of the molding material, the pre-compression process may be omitted and the process may immediately proceed to the next compression process. The half nut 27 may be engaged immediately before the start of the next compression step.

本発明の圧縮成形時に相当する圧縮工程では、圧縮用シリンダ１４が作動されると、圧縮シリンダ１４のピストン１８ａとロッド１８ｂが上向きに移動され、ハーフナット２７を押し上げて、ハーフナット２７の係合歯３２の当接面３２ａがタイバ１７の係合溝３１の当接面３１ａに当接される。その際に係合溝３１に対して係合歯３２は、一方の間隙３３ｂのみを残した状態で当接面３１ａ，３２ａ同士が当接される。そして圧縮用シリンダ１４の作動によりハーフナット２７を介してタイバ１７に力が伝達され、可動盤１６が型閉方向に移動される。圧縮工程開始時点では金型またはプリプレグＭの温度は融点以上であることが望ましい。 In the compression process corresponding to the compression molding of the present invention, when the compression cylinder 14 is operated, the piston 18a and the rod 18b of the compression cylinder 14 are moved upward to push up the half nut 27 and engage the half nut 27. The contact surface 32 a of the tooth 32 is contacted with the contact surface 31 a of the engagement groove 31 of the tie bar 17. At that time, the contact surfaces 31a and 32a of the engagement teeth 32 are brought into contact with the engagement groove 31 with only one gap 33b remaining. Then, the force is transmitted to the tie bar 17 through the half nut 27 by the operation of the compression cylinder 14, and the movable platen 16 is moved in the mold closing direction. It is desirable that the temperature of the mold or the prepreg M is equal to or higher than the melting point at the start of the compression process.

この際の圧縮用シリンダ１４は、速度制御（または位置制御）がなされる。そして圧縮用シリンダ１４によりタイバ１７をおよびハーフナット２７介して可動盤１６が閉め方向および開き方向のフィードバック制御が行われる。この際の制御は、図４のブロック図に示されるように制御装置３７の指令信号生成部５１から速度制御部５２に向けて指令信号が送られる。そして前記指令信号は、サーボモータ２９のエンコーダ３５からの検出信号が加算されて制御信号として速度制御部５２に送られる。そして速度制御部５２からサーボバブル２５に向けて速度制御信号が送られる。そしてサーボバルブ２５の制御により圧縮用シリンダ１４の速度制御（または位置制御）がなされて可動盤１６が移動されるとその検出結果は、前記のようにエンコーダ３５により検出されフィードバック制御（ＰＩＤ制御）がなされる。なお図４では１本の圧縮用シリンダ１４の制御ブロックを示しており、他の3本の圧縮用シリンダ１４も同様の制御ブロックを備える。 At this time, the compression cylinder 14 is subjected to speed control (or position control). Then, feedback control in the closing direction and opening direction of the movable platen 16 is performed by the compression cylinder 14 via the tie bar 17 and the half nut 27. In the control at this time, a command signal is sent from the command signal generation unit 51 of the control device 37 to the speed control unit 52 as shown in the block diagram of FIG. The command signal is added to the detection signal from the encoder 35 of the servo motor 29 and sent to the speed control unit 52 as a control signal. Then, a speed control signal is sent from the speed control unit 52 toward the servo bubble 25. When the speed control (or position control) of the compression cylinder 14 is performed by the control of the servo valve 25 and the movable platen 16 is moved, the detection result is detected by the encoder 35 as described above and feedback control (PID control). Is made. FIG. 4 shows a control block for one compression cylinder 14, and the other three compression cylinders 14 have the same control block.

また制御装置３７の指令信号生成部５１からサーボアンプのトルク制御部５３に向けてサーボモータ２９のトルク制御のための指令信号が送られる。一方サーボアンプのトルク制御部５３では負荷電流値に基づいてサーボモータ２９のトルクが検出されて、サーボモータ２９のトルクのフィードバック制御がなされる。そして型開閉装置２８のサーボモータ２９により可動盤１６の開き方向に負荷をかける制御（トルク制御）が行なわれる。この際にサーボモータ２９による位置保持制御は行われず、圧縮用シリンダ１４の速度制御（位置制御）に追従する。なお本実施形態ではサーボモータ２９から可動盤１６に開き方向に常時同じ負荷をかけるトルク制御が行われる。しかしサーボモータ２９には、圧縮用シリンダ１４を開き方向に制御する際のみ、可動盤１６および可動金型１２の自重を保持し上方に向けて移動させるトルク制御を行うものでもよい。 A command signal for torque control of the servo motor 29 is sent from the command signal generation unit 51 of the control device 37 to the torque control unit 53 of the servo amplifier. On the other hand, the torque control unit 53 of the servo amplifier detects the torque of the servomotor 29 based on the load current value, and performs feedback control of the torque of the servomotor 29. Then, control (torque control) for applying a load in the opening direction of the movable platen 16 is performed by the servo motor 29 of the mold opening / closing device 28. At this time, the position holding control by the servo motor 29 is not performed, and the speed control (position control) of the compression cylinder 14 is followed. In the present embodiment, torque control is performed in which the same load is always applied from the servo motor 29 to the movable platen 16 in the opening direction. However, the servo motor 29 may perform torque control for holding the movable plate 16 and the movable mold 12 and moving them upward only when controlling the compression cylinder 14 in the opening direction.

またこれらの圧縮工程の制御は、４本の圧縮用シリンダ１４に対して同様にフィードバック制御が行われるが、４本の圧縮用シリンダ１４間では一時的に図５に示されるような前進制御位置が検出される場合がある。即ち制御装置３７からは同じ指令信号が送られたとしても、成形品の形状や金型の問題、圧縮成形機１１の問題等により、各圧縮用シリンダ１４が常に同じ位置へ前進されるとは限らない（なおここにおいて圧縮方向を前進方向とする）。従って各圧縮用シリンダ１４はそれぞれ単独で制御され、対応するエンコーダ３５（位置センサ）の値が加算されてサーボバルブ２５の制御信号が生成される。例えば図５に示される第１の圧縮用シリンダ１４のように指令信号による指令位置Ｂよりも位置センサの検出位置が遅れているシリンダでは、速度制御部５２からサーボバルブ２５に向けて型閉方向に大きく移動させる制御信号が送信され、遅れている距離Ｃ分を解消しようと速度制御（または位置制御）がなされる。しかし図５に示される第４の圧縮用シリンダ１４のように指令信号による指令位置Ｂよりも位置センサの検出位置が進みすぎているシリンダでは、速度制御部５２からサーボバルブ２５に向けて型開方向の制御信号が送信され、進みすぎている距離Ｄ分を解消しようとする。そして圧縮用シリンダ１４が後退方向（なおここにおいて型開方向を後退方向とする）に速度制御（または位置制御）がなされる。 Further, in the control of these compression processes, the feedback control is similarly performed on the four compression cylinders 14, but the forward control position as temporarily shown in FIG. May be detected. That is, even if the same command signal is sent from the control device 37, the compression cylinders 14 are always advanced to the same position due to the shape of the molded product, the problem of the mold, the problem of the compression molding machine 11, etc. Not limited (here, the compression direction is the forward direction). Therefore, each compression cylinder 14 is controlled independently, and the value of the corresponding encoder 35 (position sensor) is added to generate a control signal for the servo valve 25. For example, in a cylinder in which the detection position of the position sensor is behind the command position B by the command signal, such as the first compression cylinder 14 shown in FIG. 5, the mold closing direction from the speed control unit 52 toward the servo valve 25. A control signal for greatly moving is transmitted, and speed control (or position control) is performed so as to eliminate the delayed distance C. However, in a cylinder in which the detection position of the position sensor has advanced more than the command position B based on the command signal, such as the fourth compression cylinder 14 shown in FIG. 5, the mold is opened from the speed control unit 52 toward the servo valve 25. A direction control signal is transmitted, and an attempt is made to eliminate the distance D that has traveled too much. Then, speed control (or position control) is performed on the compression cylinder 14 in the backward direction (here, the mold opening direction is the backward direction).

なおこの際に圧縮用シリンダ１４が後退方向に速度制御されても、圧縮成形時に発生していたタイバ１７の伸び量度が減少されることやキャビティ内の成形材Ｍの反力、サーボモータ２９により可動盤１６に対して開き方向の負荷がかけられていることにより、ハーフナット２７の係合歯３２の当接面３２ａとタイバ１７の係合溝３１の当接面３１ａは当接した状態を保つことができる。特に竪型の圧縮成形機１１の場合、仮にサーボモータ２９により可動盤１６に対して開き方向の負荷がかけられていない状態で、圧縮用シリンダ１４が後退方向に作動されると、タイバ１７の伸び量が解消された時点から、ハーフナット２７の係合歯３２の当接面３２ａとタイバ１７の係合溝３１の当接面３１ａは当接状態が解消されてしまう。そして可動盤１６および可動金型１２はその自重のみにより下方へ移動される力が働くが、圧縮用シリンダ１４により可動盤１６および可動金型１２を型開方向に移動させることはできず、その進みすぎていた圧縮用シリンダ１４に対応する可動盤１６の位置制御（後退制御）はその間不可能となる。即ち圧縮用シリンダ１４はハーフナット２７の係合歯３２と係合溝３１の間隙３３ｂが解消されている間は空走状態となり圧縮用シリンダ１４の制御が及ばなくなる。またこの当接面３１ａ，３２ａ同士が当接していない空走状態が発生してから次に圧縮用シリンダ１４に型閉方向に制御信号が与えられた場合に、前記当接面３１ａ，３２ａ同士は衝突することになり問題が発生する場合もある。それに対して本発明では、型開閉装置２８のサーボモータ２９を型開方向に制御することによってタイバ１７の係合溝３１に対するハーフナット２７の係合歯３２の当接状態を継続することができる。そして可動盤１６および可動金型１２の自重のみによる圧縮状態を防止して可動盤１６および可動金型１２を後退方向に制御することができる。また前記により圧縮用シリンダ１４の空走状態が発生しないので、可動盤１６は常時高精度に位置制御されることになる。 At this time, even if the speed of the compression cylinder 14 is controlled in the backward direction, the degree of elongation of the tie bar 17 generated at the time of compression molding is reduced, the reaction force of the molding material M in the cavity, and the servo motor 29. When the load in the opening direction is applied to the movable platen 16, the contact surface 32a of the engagement tooth 32 of the half nut 27 and the contact surface 31a of the engagement groove 31 of the tie bar 17 are in contact with each other. Can keep. In particular, in the case of the vertical compression molding machine 11, if the compression cylinder 14 is operated in the backward direction with no load applied to the movable plate 16 by the servo motor 29, The contact state between the contact surface 32a of the engagement tooth 32 of the half nut 27 and the contact surface 31a of the engagement groove 31 of the tie bar 17 is canceled from the time when the extension amount is canceled. The movable plate 16 and the movable mold 12 are moved downward only by their own weights, but the movable plate 16 and the movable mold 12 cannot be moved in the mold opening direction by the compression cylinder 14. Position control (reverse control) of the movable platen 16 corresponding to the compression cylinder 14 that has advanced too much becomes impossible during that time. That is, the compression cylinder 14 is idle while the gap 33b between the engagement teeth 32 of the half nut 27 and the engagement groove 31 is eliminated, and the compression cylinder 14 cannot be controlled. When a control signal is given to the compression cylinder 14 in the mold closing direction after the idle running state in which the contact surfaces 31a and 32a are not in contact with each other occurs, the contact surfaces 31a and 32a are connected to each other. May collide and cause problems. On the other hand, in the present invention, the contact state of the engagement teeth 32 of the half nut 27 with respect to the engagement groove 31 of the tie bar 17 can be continued by controlling the servo motor 29 of the mold opening / closing device 28 in the mold opening direction. . Further, it is possible to prevent the movable plate 16 and the movable mold 12 from being compressed only by their own weights and to control the movable plate 16 and the movable mold 12 in the backward direction. Moreover, since the idling state of the compression cylinder 14 does not occur as described above, the position of the movable platen 16 is always controlled with high accuracy.

そしていずれか圧縮用シリンダ１４の圧力センサ２３または全ての圧縮用シリンダ１４の圧力センサ２３の検出値が設定値を超えたら加圧工程に切り替える。加圧工程では、圧縮用シリンダ１４の圧縮用油室１９の作動油の圧力を圧力センサ２３により検出し、その平均値を算出して制御に用いる。そして目標圧力との差分を取って圧力ループの制御信号を生成する。また各位置センサであるエンコーダ３５による値も検出され、圧縮工程と同様に速度制御（または位置制御）がなされる。従って本実施形態の加圧工程では、速度制御（または位置制御）により固定盤１５に対する可動盤１６の平行度を確保しながら、各圧縮用シリンダ１４の圧力制御を行うことができる。なお加圧工程への切換えや加圧工程の制御はこれに限定されない。 Then, when the detection value of the pressure sensor 23 of any one of the compression cylinders 14 or the pressure sensors 23 of all the compression cylinders 14 exceeds the set value, the process is switched to the pressurization process. In the pressurizing step, the pressure of the hydraulic oil in the compression oil chamber 19 of the compression cylinder 14 is detected by the pressure sensor 23, and an average value thereof is calculated and used for control. Then, a difference from the target pressure is taken to generate a control signal for the pressure loop. Further, the value by the encoder 35 which is each position sensor is also detected, and speed control (or position control) is performed as in the compression process. Therefore, in the pressurizing step of this embodiment, the pressure control of each compression cylinder 14 can be performed while ensuring the parallelism of the movable platen 16 with respect to the fixed platen 15 by speed control (or position control). Note that switching to the pressurization process and control of the pressurization process are not limited to this.

そして加圧工程の間、金型温度は熱変形温度以下の設定された目標冷却温度に維持され、プリプレグＭの冷却固化が行われる。そして冷却が完了すると、圧縮用シリンダ１４の型開用油室２０に作動油が供給されて離型が行われる。この際に４基の型開閉装置２８のサーボモータ２９のみにより離型を行うか、圧縮用シリンダ１４とサーボモータ２９を併用して離型を行うようにしてもよい。そして離型工程の後にはハーフナット２７の離脱が行われた後に、型開閉装置２８のサーボモータ２９を作動させて型開工程が行われ、型開完了位置まで移動後に突出工程が行われる。 During the pressurizing step, the mold temperature is maintained at a set target cooling temperature that is equal to or lower than the thermal deformation temperature, and the prepreg M is cooled and solidified. When the cooling is completed, the hydraulic oil is supplied to the mold opening oil chamber 20 of the compression cylinder 14 to release the mold. At this time, the mold may be released only by the servo motors 29 of the four mold opening / closing devices 28 or may be released by using the compression cylinder 14 and the servo motor 29 together. After the mold release process, the half nut 27 is removed, and then the servo motor 29 of the mold opening / closing device 28 is operated to perform the mold opening process, and the protrusion process is performed after moving to the mold opening completion position.

なお上記の圧縮工程（圧縮成形時）において、圧縮用シリンダ１４が復動型のものであっても型閉側のみの制御を行うものでもよい。また圧縮用シリンダ１４は型閉側のみに圧縮可能な単動シリンダであってもよい。それらの際は成形材の反力等により想定外に圧縮用シリンダ１４が型開側に移動した際にも圧縮用シリンダ１４が空走状態とならないように型開閉装置２８のサーボ機構により制御を行う。また圧縮用シリンダ１４の制御は流量制御弁等、サーボバルブ２５以外のバルブにより制御されるものでもよい。更にサーボモータ２９やサーボバルブ２５を用いた油圧シリンダ等のサーボ機構を用いた開き方向の制御については常時一定の負荷を加えるもの以外に負荷の値を変更するものでもよい。更にサーボモータ２９を用いて開き方向の制御を行う場合については、可動盤１６の落下を防止したり圧縮用シリンダ１４の空走状態が発生しないように開き方向への位置制御または速度制御や、サーボロック制御またはブレーキ制御を行うものでもよい。 Note that in the compression step (at the time of compression molding), the compression cylinder 14 may be a return-acting type or may perform control only on the mold closing side. The compression cylinder 14 may be a single-action cylinder that can be compressed only on the mold closing side. In such cases, control is performed by the servo mechanism of the mold opening / closing device 28 so that the compression cylinder 14 does not run idle even when the compression cylinder 14 moves to the mold opening side unexpectedly due to the reaction force of the molding material. Do. The compression cylinder 14 may be controlled by a valve other than the servo valve 25 such as a flow rate control valve. Further, for the control of the opening direction using a servo mechanism such as a hydraulic cylinder using the servo motor 29 or the servo valve 25, the load value may be changed in addition to constantly applying a constant load. Further, in the case of controlling the opening direction using the servo motor 29, position control or speed control in the opening direction so as to prevent the movable platen 16 from falling or to prevent the compression cylinder 14 from running idle, Servo lock control or brake control may be performed.

更に圧縮成形時の平行制御の方式も上記に限定されない。例えば４つ圧縮用シリンダ１４に対応する各位置センサ（エンコーダ３５）の値の平均値を算出し、指令値に加算して別途にフィードフォーワード制御の制御信号を生成するようにしてもよい。そして前記フィードフォーワード制御の制御信号を、各位置センサ（エンコーダ３５）と指令信号を加算した各圧縮用シリンダ１４のフィードバック制御の制御信号に加算してサーボバルブ２５を制御するようにしてもよい。このような制御方式を採用することにより圧縮用シリンダ１４は安定して前進方向の制御信号が得られやすくなることも想定される。 Further, the parallel control method at the time of compression molding is not limited to the above. For example, the average value of the values of the position sensors (encoders 35) corresponding to the four compression cylinders 14 may be calculated and added to the command value to separately generate a feedforward control signal. The servo valve 25 may be controlled by adding the control signal for the feedforward control to the control signal for feedback control of each compression cylinder 14 obtained by adding each position sensor (encoder 35) and the command signal. . By adopting such a control method, it is assumed that the compression cylinder 14 can stably obtain a control signal in the forward direction.

また更に別の平行制御の方式としては、いずれか１つの圧縮用シリンダ１４をマスターシリンダとして前記マスターシリンダに対応する位置を検出してマスターシリンダは単独でフィードバック制御を行い、他の３本の圧縮用シリンダ１４はマスターシリンダに追従するように制御を行ってもよい。ただしこの制御方式においても金型の状態または圧縮用シリンダ１４のオーバーシュート等により前進し過ぎたシリンダがある場合は、圧縮用シリンダを開き方向に制御することもあり得る。そしてこれらの２つの平行制御方式においてもハーフナット２７の係合歯３２の当接面３２ａとタイバ１７の係合溝３１の当接面３１ａの当接を確実にして高精度な制御を行うためにサーボモータ２９による開き方向の制御は並行して行われる。 As another parallel control method, any one of the compression cylinders 14 is used as a master cylinder, the position corresponding to the master cylinder is detected, the master cylinder performs feedback control alone, and the other three compression cylinders are controlled. The working cylinder 14 may be controlled so as to follow the master cylinder. However, even in this control method, if there is a cylinder that has advanced too much due to the state of the mold or the overshoot of the compression cylinder 14, the compression cylinder may be controlled in the opening direction. In these two parallel control systems, the contact surface 32a of the engagement tooth 32 of the half nut 27 and the contact surface 31a of the engagement groove 31 of the tie bar 17 are reliably contacted to perform high-precision control. In addition, the opening direction control by the servo motor 29 is performed in parallel.

本発明は、上記したように可動盤１６は固定盤１５に対して昇降移動される可動盤１６をであり、下型と上型の間にキャビティが形成される竪型の圧縮成形機１１に好適に用いられる。竪型の圧縮成形機１１では、型開きされた下型の上に成形材の一部または全部をセットした後、下型と上型の型閉めを行ってキャビティを形成し、そのまま圧縮成形を行うことができるので有利である。一方、横型の圧縮成形機では成形材のセットに工夫を要する点が不利であるが、本発明は横型の圧縮成形機を除外するものではない。 In the present invention, as described above, the movable platen 16 is the movable platen 16 that is moved up and down relative to the fixed platen 15, and the vertical compression molding machine 11 in which a cavity is formed between the lower die and the upper die. Preferably used. In the vertical compression molding machine 11, after a part or all of the molding material is set on the opened lower mold, the lower mold and the upper mold are closed to form a cavity, and the compression molding is performed as it is. This can be advantageous. On the other hand, a horizontal compression molding machine is disadvantageous in that it requires a device to set a molding material, but the present invention does not exclude a horizontal compression molding machine.

竪型の圧縮成形機の例としては上記図１の実施形態の他、図６に示されるような固定盤６２の上に可動盤６３が配置される竪型の圧縮成形機６１であってもよい。図１および図６の圧縮成形機１１，６１により圧縮用シリンダ１４、６４のみを用いて圧縮成形（平行制御）を行う際、圧縮用シリンダ１４，６４が型開方向に移動して型閉方向（圧縮方向）の圧縮力を全く失うと、係合歯３２等が間隙３３ｂを移動することになる。そしてこの間隙３３ｂを移動する空走区間の間は、圧縮用シリンダ１４，６４による可動盤１６，６３の位置制御（速度制御）は不可能となる。その結果、可動盤１６，６３等の自重のみが型閉方向に負荷として加えられることになる。しかし型開閉装置２８，７１により可動盤１６，６３に開き方向の制御を行うことにより、係合歯３２等と係合溝３１等の当接面３２ａ，３１ａ同士が当接した状態が継続され、常時圧縮用シリンダ１４，６４による位置制御が可能となる。 As an example of the vertical compression molding machine, in addition to the embodiment of FIG. 1, a vertical compression molding machine 61 in which a movable plate 63 is disposed on a fixed plate 62 as shown in FIG. Good. When performing compression molding (parallel control) using only the compression cylinders 14 and 64 by the compression molding machines 11 and 61 of FIGS. 1 and 6, the compression cylinders 14 and 64 move in the mold opening direction and the mold closing direction. When the compression force in the (compression direction) is completely lost, the engagement teeth 32 and the like move through the gap 33b. During the idle running section in which the gap 33b moves, position control (speed control) of the movable plates 16 and 63 by the compression cylinders 14 and 64 is impossible. As a result, only the own weights of the movable plates 16, 63 and the like are applied as loads in the mold closing direction. However, by controlling the opening direction of the movable plates 16 and 63 by using the mold opening and closing devices 28 and 71, the state where the engagement teeth 32 and the contact surfaces 32a and 31a such as the engagement groove 31 are in contact with each other is continued. The position control by the constant compression cylinders 14 and 64 is possible.

一方図７に示されるような固定盤８２の下に可動盤８３が配置される竪型の圧縮成形機８１の場合は、型閉時に可動盤８３と可動金型８８の自重が働くので、上記の実施形態とは別の制御が必要となる。即ち圧縮成形機８１では、圧縮成形時（平行制御時）に圧縮用シリンダ８３が型閉方向の圧縮力を全く失って型開方向に移動される場合、タイバ８６の係合溝８７の面にはハーフナット８４の係合歯８５の面を介して可動盤８３等の自重が働くので、当接面はすぐに離脱されない。そして圧縮用シリンダ８３により可動盤８３等を型開方向に移動制御することが可能である。ただし圧縮用シリンダ８３による型開方向の制御と可動盤８３等の自重落下が加わると可動盤８３等を開きすぎる可能性がある場合は、サーボモータ９０を図１等の圧縮成形機１１の制御とは別の制御を行う必要がある。また圧縮用シリンダ８３が単動シリンダか型締方向のみしか制御を行わない場合、型開閉装置８９のサーボ機構により型開方向の制御を行う。 On the other hand, in the case of the vertical compression molding machine 81 in which the movable plate 83 is arranged under the fixed plate 82 as shown in FIG. 7, the dead weight of the movable plate 83 and the movable mold 88 works when the mold is closed. The control different from the embodiment is required. That is, in the compression molding machine 81, when the compression cylinder 83 loses the compression force in the mold closing direction and is moved in the mold opening direction at the time of compression molding (parallel control), it is formed on the surface of the engagement groove 87 of the tie bar 86. Since the weight of the movable plate 83 or the like acts through the surface of the engaging teeth 85 of the half nut 84, the contact surface is not immediately released. The movable plate 83 and the like can be controlled to move in the mold opening direction by the compression cylinder 83. However, if the control of the mold opening direction by the compression cylinder 83 and the falling of the weight of the movable plate 83 or the like may cause the movable plate 83 or the like to be opened too much, the servo motor 90 is controlled by the compression molding machine 11 of FIG. It is necessary to perform control different from the above. When the compression cylinder 83 controls only the single acting cylinder or the mold clamping direction, the mold opening direction is controlled by the servo mechanism of the mold opening / closing device 89.

また本発明は圧縮成形の一種である射出圧縮成形を行うものでもよく、図１、図６、図７等の圧縮成形機と同様の配置の型締装置に射出圧縮成形用の金型を取付けるともに、射出装置を並設して射出圧縮成形機としてもよい。射出圧縮成形機の制御方法について図６に示される実施形態を用いて次に説明する。 Further, the present invention may perform injection compression molding, which is a type of compression molding, and attach a mold for injection compression molding to a mold clamping device arranged in the same manner as the compression molding machine of FIGS. In both cases, an injection apparatus may be provided in parallel to form an injection compression molding machine. Next, the control method of the injection compression molding machine will be described using the embodiment shown in FIG.

射出圧縮成形における型閉工程では、固定盤６２の四隅近傍に設けられた型開閉装置７１の４個のサーボモータ７２により可動盤６３が型閉され、固定金型７０と可動金型６９の間にキャビティが形成される。この際に可動盤６３が型閉された型閉完了位置がハーフナット６５の係合位置となっている。ハーフナット係合位置において、タイバ６７の係合溝６８に対してハーフナット６５の係合歯６６が両側にそれぞれ間隙を有して挿入可能なように調整がされている。そしてハーフナット係合位置でハーフナット６５が係合されると、次に各サーボモータ７２により型開方向に平行制御移動を行ってハーフナット６５の係合歯６６の当接面とタイバ６７の係合溝６８の当接面を当接させ、更に最適な射出開始位置に可動盤６３および可動金型６９を移動させる。またはハーフナット６５を係合後に圧縮用シリンダ６４を作動させてハーフナット６５とタイバ６７の当接面同士を当接させるものでもよい。この状態で各タイバ６７と可動盤６３は、図示しないサーボバルブを制御することにより各圧縮用シリンダ６４の型締側油室と型開側油室に作動油を封入して位置保持されている。またサーボモータ７２には可動盤６３の開き方向に向けて負荷をかける低トルクが付与され、ハーフナット６５とタイバ６７の当接面同士の当接が確実なものとされている。 In the mold closing process in the injection compression molding, the movable plate 63 is closed by the four servo motors 72 of the mold opening / closing device 71 provided in the vicinity of the four corners of the fixed plate 62, and the fixed plate 70 and the movable die 69 are interposed. A cavity is formed. At this time, the mold closing completion position where the movable plate 63 is closed is the engagement position of the half nut 65. In the half nut engaging position, adjustment is made so that the engaging teeth 66 of the half nut 65 can be inserted into the engaging groove 68 of the tie bar 67 with gaps on both sides. When the half nut 65 is engaged at the half nut engaging position, each servo motor 72 performs parallel control movement in the mold opening direction, and the contact surface of the engagement teeth 66 of the half nut 65 and the tie bar 67 are moved. The abutment surface of the engagement groove 68 is abutted, and the movable plate 63 and the movable mold 69 are moved to an optimum injection start position. Alternatively, the compression cylinder 64 may be operated after the half nut 65 is engaged to bring the contact surfaces of the half nut 65 and the tie bar 67 into contact with each other. In this state, each tie bar 67 and the movable plate 63 are held in position by controlling the servo valve (not shown) so that hydraulic oil is sealed in the mold clamping side oil chamber and the mold opening side oil chamber of each compression cylinder 64. . The servo motor 72 is applied with a low torque that applies a load toward the opening direction of the movable plate 63, and the contact surfaces of the half nut 65 and the tie bar 67 are surely brought into contact with each other.

そして次に図示しない射出装置から溶融樹脂が固定金型７０と可動金型６９の間のキャビティに射出充填がなされ、射出充填と同時または射出後のスクリュ位置等の検出値から圧縮制御を開始する。圧縮制御の方式は上記の図１等の圧縮成形時の制御と基本的には同じである。ただし射出圧縮成形の場合、金型形状や射出圧にもよるが、圧縮成形よりも射出時の反力により可動金型６９が開き方向に受ける力は大きくなる傾向にある。従って上記の図４に記載されるようなフィードバック制御を用いた平行制御により圧縮成形を行ったとしても、図５に示されるように４本の圧縮用シリンダ６４の前進位置が揃わない場合がより一層あり得る。そして早期に前進しすぎた圧縮用シリンダ６４については型開方向に移動させる制御が行われる。 Next, molten resin is injected into a cavity between the fixed mold 70 and the movable mold 69 from an injection device (not shown), and compression control is started from a detected value such as a screw position after injection filling or after injection. . The compression control method is basically the same as the control during compression molding shown in FIG. However, in the case of injection compression molding, although depending on the mold shape and injection pressure, the force that the movable mold 69 receives in the opening direction tends to be larger than the compression molding due to the reaction force at the time of injection. Therefore, even if compression molding is performed by parallel control using feedback control as described above in FIG. 4, the forward positions of the four compression cylinders 64 may not be aligned as shown in FIG. There can be more. Control is performed to move the compression cylinder 64 that has advanced too early in the mold opening direction.

この圧縮制御の際には型開閉装置７１のサーボモータ７２は、可動盤６３の開き方向に向けて制御する。具体的にはサーボモータ７２を可動盤６３の開き方向に負荷を加えるトルク制御か、圧縮用シリンダ６４を型開方向に移動させる際にサーボモータ７２も可動盤６３を型開方向に速度制御や位置制御を行う。このようにすることにより、ハーフナット６５の係合歯６６の当接面とタイバ６７の係合溝６８の当接面の間の当接が良好に維持され、常に可動盤６３の位置を検出して正確な圧縮用シリンダ６４により速度制御または位置制御が行える。なお射出圧縮制御についても、竪型の型締装置（圧縮成形機６１）を用いた場合は、型開きされた下型である固定金型７０の上に成形材の一部であるインサート物をセットした後、下型である固定金型７０と上型である可動金型６９の型閉めを行ってキャビティを形成し、前記キャビティ内に成形材を射出して射出圧縮成形を行うことができるので、インサート物のセットの点で望ましい。しかし横型の射出圧縮成形機を除外するものではない。 During this compression control, the servo motor 72 of the mold opening / closing device 71 controls the movable plate 63 in the opening direction. More specifically, the servo motor 72 also applies torque control in the opening direction of the movable plate 63, or when the compression cylinder 64 is moved in the mold opening direction, the servo motor 72 also controls the speed of the movable plate 63 in the mold opening direction. Perform position control. By doing so, the contact between the contact surface of the engagement tooth 66 of the half nut 65 and the contact surface of the engagement groove 68 of the tie bar 67 is maintained well, and the position of the movable plate 63 is always detected. Thus, speed control or position control can be performed by an accurate compression cylinder 64. As for injection compression control, when a vertical mold clamping device (compression molding machine 61) is used, an insert that is a part of a molding material is placed on a fixed mold 70 that is a lower mold that is opened. After the setting, the fixed mold 70 as the lower mold and the movable mold 69 as the upper mold are closed to form a cavity, and a molding material is injected into the cavity to perform injection compression molding. So it is desirable in terms of the set of inserts. However, horizontal injection compression molding machines are not excluded.

更に射出圧縮成形機または圧縮成形機は次のようなものでもよい。射出圧縮成形機１０１は、固定金型１０２が取付けられる固定盤１０３に対して可動金型１０４が取付けられる可動盤１０５が設けられている。可動盤１０５は、前部可動盤１０６と後部可動盤１０７からなり、前部可動盤１０６と後部可動盤１０７の間には３基〜８基、望ましくは４基の圧縮用シリンダ１０８が設けられている。そして固定盤１０３または可動盤１０５の一方の盤の四隅近傍に圧縮用シリンダ１０８と対応して同数の型開閉装置１０９のサーボ機構のサーボモータ１１０がそれぞれ取付けられて、ボールねじ機構１１１を介して可動盤１０５を移動可能となっている。ボールねじ機構１１１のボールねじナット１１２は、前可動盤１０６また後可動盤１０７のいずれかに固定されている。ここではボールねじナット１１２は後可動盤１０７に固定され、後可動盤１０７と前可動盤１０６の間には図示しない位置センサが圧縮用シリンダ１０８に対応して設けられている。 Further, an injection compression molding machine or a compression molding machine may be as follows. The injection compression molding machine 101 is provided with a movable platen 105 to which a movable die 104 is attached to a fixed platen 103 to which a fixed die 102 is attached. The movable platen 105 includes a front movable platen 106 and a rear movable platen 107. Between the front movable platen 106 and the rear movable platen 107, three to eight, preferably four, compression cylinders 108 are provided. ing. Then, servo motors 110 of the same number of mold opening / closing devices 109 corresponding to the compression cylinders 108 are attached to the vicinity of the four corners of one of the fixed plate 103 and the movable plate 105, respectively, via the ball screw mechanism 111. The movable platen 105 can be moved. The ball screw nut 112 of the ball screw mechanism 111 is fixed to either the front movable board 106 or the rear movable board 107. Here, the ball screw nut 112 is fixed to the rear movable board 107, and a position sensor (not shown) is provided between the rear movable board 107 and the front movable board 106 corresponding to the compression cylinder 108.

また固定盤１０３と後部可動盤１０７の間には４本の係合溝１１３を備えたタイバ１１４が設けられ、後部可動盤１０７の外側の前記タイバ１１４に対応する位置には係合歯を備えたロック装置のハーフナット１１５が設けられている。また固定盤１０３の金型取付面の反対側には射出装置１１６が設けられている。ハーフナット１１５の係合歯と係合溝１１３の関係や係合時に両者の間に間隙ができる点は、図１等の実施形態と同じである。この射出圧縮成形機１０１については、圧縮用シリンダ１０８は直接にタイバ１１４を牽引するものではないが、圧縮成形時にハーフナット１１５およびタイバ１１４を介して金型１０２，１０４に圧縮力を及ぼすものであり、上記の図１や図６の例と同様の平行制御が行われるものである。 Further, a tie bar 114 having four engagement grooves 113 is provided between the fixed platen 103 and the rear movable platen 107, and engagement teeth are provided at positions corresponding to the tie bar 114 outside the rear movable platen 107. A half nut 115 of the locking device is provided. An injection device 116 is provided on the opposite side of the mold mounting surface of the fixed platen 103. The relationship between the engaging teeth of the half nut 115 and the engaging groove 113 and the point that a gap is formed between them when engaging are the same as in the embodiment of FIG. In the injection compression molding machine 101, the compression cylinder 108 does not directly pull the tie bar 114, but exerts a compression force on the molds 102 and 104 through the half nut 115 and the tie bar 114 at the time of compression molding. Yes, the same parallel control as in the examples of FIGS. 1 and 6 is performed.

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本実施形態では強化繊維と熱可塑性樹脂を含む成形材を圧縮成形する例について記載したが、成形材については限定されず、樹脂等の成形材のみでもよい。 The present invention is not enumerated one by one, but is not limited to that of the above-described embodiment, and it goes without saying that those skilled in the art also apply modifications made in accordance with the spirit of the present invention. is there. In the present embodiment, an example in which a molding material including a reinforcing fiber and a thermoplastic resin is compression-molded is described. However, the molding material is not limited, and only a molding material such as a resin may be used.

１１圧縮成形機
１２可動金型
１３固定金型
１４圧縮用シリンダ
１５固定盤
１６可動盤
１７タイバ
２５サーボバルブ
２７ハーフナット
２８型開閉装置
２９サーボモータ
３１係合溝
３１ａ，３２ａ当接面
３２係合歯
３３ａ，３３ｂ間隙
３４ロック装置
３５エンコーダ（位置センサ）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Compression molding machine 12 Movable metal mold 13 Fixed metal mold 14 Compression cylinder 15 Fixed disk 16 Movable disk 17 Tie bar 25 Servo valve 27 Half nut 28 Mold opening / closing device 29 Servo motor 31 Engaging groove 31a, 32a Contact surface 32 Engagement Teeth 33a, 33b Gap 34 Lock device 35 Encoder (position sensor)

Claims

In a control method of a compression molding machine that compresses a molding material in a cavity formed between a stationary mold attached to a stationary platen and a movable mold attached to a movable platen,
A compression cylinder that is provided at three or more locations of the fixed platen or the movable platen and moves the movable platen during compression molding;
A mold opening and closing device that is provided in the same number corresponding to the compression cylinder and moves the movable platen by a servo mechanism;
A locking device for transmitting the force of the compression cylinder is provided,
Control of the compression molding machine, wherein at least the closing direction of the movable platen is controlled by the compression cylinder during compression molding after the locking device is engaged, and the opening direction of the movable platen is controlled by the mold opening / closing device. Method.

In a control method of a compression molding machine that compresses a molding material in a cavity formed between a stationary mold attached to a stationary platen and a movable mold attached to a movable platen,
A compression cylinder that is provided at three or more locations of the fixed platen or the movable platen and moves the movable platen during compression molding;
A mold opening and closing device that is provided in the same number corresponding to the compression cylinder and moves the movable platen by a servo mechanism;
A locking device for transmitting the force of the compression cylinder by contacting the engagement teeth with the engagement groove;
At the time of compression molding after the locking device is engaged, the compression cylinder controls at least the closing direction of the movable platen, and the mold opening / closing device controls so that the contact state of the engagement teeth with the engagement groove is continued. A method for controlling a compression molding machine.

During compression molding, the compression cylinder is speed controlled or position controlled in the closing and opening directions,
The method for controlling a compression molding machine according to claim 1 or 2, wherein control is performed to apply a load in the opening direction of the movable platen by the servo mechanism.